多层SiC/Al材料电子封装件半固态模锻连接一体化成形研究

发布时间：2023-02-14 21:33

　　集成电路技术的高速发展,使得对高性能的电子封装材料的需求越来越大,促进了电子封装技术也向着更可靠、更高性能和更低成本的方向发展。高体积分数SiC/Al复合材料兼具铝材的低密度,高热导率,又有SiC低热膨胀系数,高强度的优点。是作为电子封装零件的理想材料。SiC/Al复合材料的制备和连接问题一直是研究的热点,不同的制备工艺,参数的选择,都会影响成形件的各项热物理和力学性能。SiC和Al的界面润湿行为和界面反应是影响复合材料力学和物理性能的重要因素。本文通过热压法制备了SiC/Al复合材料,通过改变SiC颗粒的体积分数,SiC颗粒的粒径得到不同增强体含量的复合材料。制备过程中添加不同含量的Mg、Si,改变合金基体的成分,研究合金成分对复合材料性能的影响。通过测试弯曲强度,热导率,热膨胀系数,致密度等参数,研究了不同成分,体积分数复合材料的热物理和力学性能的变化规律。并使用SEM、XRD和TEM对其进行组织、物相和界面观察。实验结果表明:材料的抗弯强度随着SiC的体积分数提高而提高,但超过50%后,复合材料的脆性会迅速增大。热导率和热膨胀都随着体积分数提高而降低,要满足电子封装件对热膨胀匹配...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究的背景和意义
    1.2 电子封装材料
    1.3 传统电子封装材料
        1.3.1 金属封装材料
        1.3.2 陶瓷封装材料
        1.3.3 塑料类封装材料
        1.3.4 金属基复合材料
        1.3.5 功能梯度材料
    1.4 SiCp/Al复合材料常用制备方法
        1.4.1 粉末冶金法
        1.4.2 搅拌铸造法
        1.4.3 喷射沉积法
        1.4.4 熔体浸渗法
    1.5 SiCp/Al复合材料常用连接方法
        1.5.1 熔化焊
        1.5.2 钎焊
        1.5.3 搅拌摩擦焊
        1.5.4 扩散焊接
    1.6 本文的主要研究内容
第2章 实验方案和测试方法
    2.1 引言
    2.2 实验方法及材料
    2.3 显微组织观察及性能测试
        2.3.1 扫描电子显微镜(SEM)观察
        2.3.2 透射电子显微镜(TEM)观察
        2.3.3 致密度测试
        2.3.4 抗弯强度测试
        2.3.5 剪切强度测试
        2.3.6 热膨胀系数测试
        2.3.7 导热系数测试
第3章 热压Al/SiC复合材料的组织与性能
    3.1 引言
    3.2 模具设计
        3.2.1 冷压模具
        3.2.2 热压模具
        3.2.3 热压坯料成分
    3.3 导热系数分析
        3.3.1 体积分数的影响
        3.3.2 SiC颗粒度的影响
        3.3.3 Mg含量的影响
        3.3.4 Si含量的影响
    3.4 热膨胀系数分析
        3.4.1 热膨胀模型
        3.4.2 体积分数的影响
        3.4.3 SiC颗粒度的影响
        3.4.4 Mg元素的影响
        3.4.5 Si元素的影响
    3.5 抗弯强度分析
        3.5.1 金属基复合材料的理论强化模型
        3.5.2 SiC体积分数的影响
        3.5.3 SiC颗粒度的影响
        3.5.4 断口组织
        3.5.5 Mg元素的影响
        3.5.6 Si元素的影响
    3.6 致密度分析
        3.6.1 颗粒度的影响
        3.6.2 Mg含量影响
        3.6.3 Si含量的影响
    3.7 本章小结
第4章 模锻连接工艺界面组织和剪切强度分析
    4.1 引言
    4.2 模锻连接工艺
    4.3 接头组织
    4.4 接头剪切强度
    4.5 多层模锻连接
    4.6 SiC与Al的结合界面
    4.7 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3743069